CN117995101A - 一种输出级电路、芯片和显示设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种输出级电路、芯片和显示设备，其中，该输出级电路包括：基准电流调节模块，用于根据输入的基准电流得到第一电流；第一电流调节模块，用于根据第一电流得到第二电流；第一电流调节模块包括多个场效应管组和多个开关；每个场效应管组包括至少一个场效应管；第二电流的大小根据多个开关的开关状态确定；输出模块，用于根据第二电流得到输出电流；其中，基准电流调节模块的输出端与第一电流调节模块的输入端连接；第一电流调节模块的输出端与输出模块的输入端连接；本申请的输出级电路通过使用多个场效应管组和多个开关对电流进行修调，电路结构更简单，并且具有多种电流调整方式，可以更灵活地对电流进行调整以保证电流恒定。

Description

一种输出级电路、芯片和显示设备

技术领域

本申请涉及电路领域，尤其涉及一种输出级电路、芯片和显示设备。

背景技术

现代生活中对信息显示平面的需求量日益增大，发光二极管(Light EmittingDiode，LED)显示屏由于具有显示效果好、可定制化、可维护性高等优点，使用量急剧增大。LED显示屏需要通过LED驱动芯片进行驱动，通过LED驱动芯片可以获得可控的电流，实现LED不同亮度的显示，以满足各种应用场合。为了满足LED显示屏的高精度显示需求，LED驱动芯片的各输出通道需要提供恒定的电流。LED驱动芯片的每个输出通道都可以看作一个输出级。目前常采用模拟修调或数字修调的方式对LED驱动芯片的输出级的输出电流进行修调，以保证输出级输出恒定的电流。模拟修调方式通过调整输出级中的场效应管(FieldEffect Transistor，FET)的漏极电压对输出级的输出电流进行修调。数字修调方式通过调整脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)信号的打开时间对输出级的输出电流进行修调。模拟修调方式会造成电路结构复杂，使得其对应的电路板的尺寸过大。数字修调方式需要使用复杂的控制电路控制PWM信号的打开时间。这两种修调方式都存在电路结构复杂的问题。

发明内容

有鉴于此，本申请提出了一种输出级电路、芯片和显示设备，电路结构更简单，并且具有多种电流调整方式，可以更灵活地调整电流以保证电流恒定。

根据本申请的一方面，提供了一种输出级电路，包括：基准电流调节模块，用于根据输入的基准电流得到第一电流；所述第一电流为所述基准电流的N倍；N为正整数；第一电流调节模块，用于根据所述第一电流得到第二电流；所述第一电流调节模块包括多个场效应管组和多个开关；每个场效应管组包括至少一个场效应管；所述第二电流的大小根据所述多个开关的开关状态确定；输出模块，用于根据所述第二电流得到输出电流；所述输出电流为所述第二电流的K倍；K为正整数；其中，所述基准电流调节模块的输出端与所述第一电流调节模块的输入端连接；所述第一电流调节模块的输出端与所述输出模块的输入端连接。

在一种可能的实现方式中，所述多个场效应管组包括N个第一场效应管组、N+1第二场效应管组和一个第三场效应管组；所述多个开关包括N+2个开关。

在一种可能的实现方式中，所述多个场效应管组中各场效应管组的栅极线连接；所述N个第一场效应管组中的第N个第一场效应管组的源极线与所述第三场效应管组的源极线连接，构成所述第一电流调节模块的输入端；所述N个第一场效应管组中的第i个第一场效应管组的源极线与第i+1个第一场效应管组的漏极线连接，i<N；所述N个第一场效应管组中的第j个第一场效应管组的漏极线与所述N+1个第二场效应管组中的第j+1个第二场效应管组的源极线连接，j≤N；所述N+1个第二场效应管组中的第1个第二场效应管组的源极线与第2个第二场效应管组的源极线连接；所述第三场效应管组的漏极线和所述N+1个第二场效应管组中各第二场效应管组的漏极线，与所述N+2个开关的第一端一一对应连接，所述N+2个开关的第二端连接，构成所述第一电流调节模块的输出端，所述N+2个开关的第三端连接，用于输出冗余电流；其中，通过控制所述N+2个开关的第一端与第二端导通，或与第三端导通，来控制所述第二电流的大小。

在一种可能的实现方式中，在所述多个场效应管组中的各场效应管处于深度线性区的情况下，所述N个第一场效应管组中各第一场效应管组的等效阻值为R；所述N+1个第二场效应管组中各第二场效应管组的等效阻值为2*R；所述第三场效应管组的等效阻值为M*R，M为正整数。

在一种可能的实现方式中，与所述第三场效应管组的漏极线对应的开关的第一端与第二端导通；与所述N+1个第二场效应管组中第1个第二场效应管组的漏极线对应的开关的第一端与第三端导通。

在一种可能的实现方式中，所述基准电流调节模块包括1：N电流镜，所述电流镜包括第四场效应管组和第五场效应管组；所述第四场效应管组的漏极线与栅极线连接，并与所述第五场效应管组的栅极线连接，构成所述基准电流调节模块的输入端；所述第四场效应管组的源极线和所述第五场效应管组的源极线接高电平；所述第五场效应管组的漏极线输出所述第一电流；其中，通过控制所述第五场效应管组中接入的场效应管数量，来控制N的值。

在一种可能的实现方式中，所述输出模块包括第一运算放大器、一个第六场效应管组、X个第七场效应管组和X个开关；X为正整数；所述第一运算放大器的正相输入端与所述第六场效应管组的漏极线连接，构成所述输出模块的输入端；所述第一运算放大器的反相输入端与第一电压源的输出端连接；所述第一电压源的输出端输出第一电压；所述第一运算放大器的输出端、所述第六场效应管组的栅极线和所述X个第七场效应管组中各第七场效应管组的栅极线连接；所述第六场效应管组的源极线和所述X个第七场效应管组中各第七场效应管组的源极线接地；所述X个第七场效应管组中各第七场效应管组的漏极线与所述X个开关的第一端一一对应连接，所述X个开关的第二端连接，构成所述输出模块的输出端；其中，K的值根据所述第六场效应管组所包含的场效应管的数量、所述X个第七场效应管组中各场效应管组所包含的场效应管的数量和所述X个开关的开关状态确定。

在一种可能的实现方式中，所述输出模块的输出端连接LED显示屏。

根据本申请的另一方面，提供了一种芯片，包括上述输出级电路。

根据本申请的另一方面，提供了一种显示设备，包括显示屏及上述芯片。

在一种可能的实现方式中，所述显示屏包括发光二极管显示屏、微发光二极管显示屏、迷你发光二极管显示屏、量子点发光二极管显示屏、有机发光二极管显示屏中的至少一项。

本申请实施例的输出级电路通过使用多个场效应管组和多个开关对电流进行修调，相比于相关技术中的模拟修调方式和数字修调方式，电路结构更简单，并且具有多种电流调整方式，可以更灵活地对电流进行调整以保证电流恒定，可以在较小的电路板尺寸下实现多位修调的功能，从而可以满足LED显示屏的高精度显示需求。

根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。

附图说明

包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。

图1示出根据本申请一实施例模拟修调方式的示意图。

图2示出根据本申请一实施例数字修调方式的示意图。

图3示出根据本申请一实施例的一种输出级电路的结构示意图。

图4示出根据本申请一实施例的基准电流调节模块的电路结构示意图。

图5示出根据本申请一实施例的基准电流调节模块的电路结构示意图。

图6示出根据本申请一实施例的第一电流调节模块的电路结构示意图。

图7示出根据本申请一实施例的第一电流调节模块的等效电路结构示意图。

图8示出根据本申请一实施例的输出模块的电路结构示意图。

图9示出根据本申请一实施例的一种输出级电路的电路结构示意图。

具体实施方式

以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。

在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

目前对LED驱动芯片的输出级的输出电流进行修调的方式主要包括模拟修调方式和数字修调方式。图1示出根据本申请一实施例模拟修调方式的示意图。图1(a)示出LED驱动芯片的输出级的电路结构，如图1(a)所示，LED驱动芯片的输出级中包括两个金属-氧化物半导体场效应管(Metal-Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOS-FET)，分别为MOS1和MOS2，以及一个运算放大器。运算放大器与MOS1构成了一个负反馈环路，使得运算放大器的正相电压V0与MOS2的漏极电压V1相等。当MOS管处于线性区时，其漏极与源极间的电流和MOS管的漏极与源极间的电压相关。对于MOS2，可以通过调整其漏极电压V1来调整其漏极与源极间的电流，进而调整输出电流IOUT。由于V1＝V0，可以通过调整V0来调整IOUT。图1(b)示出对V0进行调整的示意图，如图1(b)所示，可以在运算放大器的正相连接一组电阻和选择开关，可以通过控制选择开关的开关状态来控制接入运算放大器正相的电阻的阻值，从而可以对V0的大小进行调整，进而可以调整IOUT。这种对输出级的输出电流进行修调的方式被称为模拟修调方式。模拟修调方式会造成输出级的电路结构复杂，对应的电路板尺寸过大。

图2示出根据本申请一实施例数字修调方式的示意图，如图2所示，LED驱动芯片的输出级的输出电流与PWM信号的打开时间有关，可以通过调整PWM信号的脉宽调整PWM信号的打开时间，从而调整输出电流IOUT。这种对输出级的输出电流进行修调的方式被称为数字修调方式。数字修调方式的缺点是需要使用复杂的控制电路控制PWM信号的打开时间。

目前对LED驱动芯片的输出级的输出电流进行修调的方式均存在电路结构复杂的问题。有鉴于此，本申请提供了一种输出级电路，电路结构更简单，并且具有多种电流调整方式，可以更灵活地对电流进行调整以保证电流恒定，本申请提供的输出级电路可以作为恒流输出级为LED显示屏提供电流，从而可以满足LED显示屏的高精度显示需求。

图3示出根据本申请一实施例的一种输出级电路的结构示意图，如图3所示，该输出级电路可以包括基准电流调节模块301、第一电流调节模块302、输出模块303；其中，所述基准电流调节模块301的输出端与所述第一电流调节模块302的输入端连接；所述第一电流调节模块302的输出端与所述输出模块303的输入端连接。

基准电流调节模块301用于根据输入的基准电流得到第一电流；第一电流为基准电流的N倍；N为正整数。

在一种可能的实现方式中，基准电流调节模块301的输入端与基准电流源的输出端连接；基准电流源的输出端输出基准电流。

在一种可能的实现方式中，基准电流调节模块301可以包括1：N电流镜，基准电流调节模块还可以包括第一电流控制位，用于通过数字控制的方式调整N的值。

1：N电流镜，即可以将输入电流放大N倍的电流镜。这里的N，可以通过调节输出端和输入端的场效应管的尺寸或者接入数量来改变。在一种可能的实现方式中，基准电流调节模块301包括第四场效应管组和第五场效应管组；第四场效应管组的漏极线与栅极线连接，并与第五场效应管组的栅极线连接，构成基准电流调节模块301的输入端；第四场效应管组的源极线和第五场效应管组的源极线接高电平；第五场效应管组的漏极线输出第一电流，可以通过控制第五场效应管组中接入的场效应管数量，来控制N的值。

示例性地，第四场效应管组和第五场效应管组中各包含至少一个场效应管。

示例性地，第四场效应管组和第五场效应管组中的场效应管可以是沟道类型相同的MOS管，每个场效应管组中的MOS管可以并联连接。这样，第四场效应管组和第五场效应管组可以构成一个电流镜，该电流镜可以用于将基准电流按比例复制为第一电流，在第四场效应管组和第五场效应管组中的MOS管相同的情况下，复制比例等于第五场效应管组中MOS管的数量与第四场效应管组中MOS管的数量的比值。例如，第四场效应管组中包括一个MOS管，第五场效应管组中包括N个并联的MOS管且全部接入电路，第四场效应管组和第五场效应管组中的MOS管相同，则第四场效应管组和第五场效应管组构成的电流镜可以将基准电流放大N倍，这个电流镜即1：N电流镜。

示例性地，本领域技术人员可以根据实际需求设定第一电流控制位的控制字位数。例如，第一电流控制位的控制字位数可以是3位。

示例性地，第一电流控制位可以通过控制第五场效应管组中接入电路的MOS管的数量来调整N的值。

作为一个示例，第四场效应管组中包括一个MOS管，第五场效应管组中包括8个并联的MOS管，第四场效应管组和第五场效应管组中的MOS管相同，第一电流控制位可以通过控制第五场效应管组中接入电路的MOS管的数量来调整N的值。例如，第一电流控制位可以控制第五场效应管组中的4个并联的MOS管接入电路，则N＝4，第四场效应管组和第五场效应管组构成一个1：4电流镜。再例如，第一电流控制位可以控制第五场效应管组中的8个并联的MOS管全部接入电路，则N＝8，第四场效应管组和第五场效应管组构成一个1：8电流镜。

图4示出根据本申请一实施例的基准电流调节模块的电路结构示意图，如图4所示，MOS4(即第四场效应管组)和MOS5(即第五场效应管组)中的场效应管为P沟道MOS管，MOS4的漏极线与栅极线连接，并与MOS5的栅极线连接，构成基准电流调节模块301的输入端；MOS4的源极和MOS5的源极接高电平；I_REF(即基准电流)由MOS4的漏极输入，I_REF的电流方向为从MOS4的源极流向MOS4的漏极，符合MOS4中的MOS管的电流方向；MOS4和MOS5可以构成一个1：N电流镜，第一电流控制位可以包括3位控制字IGAIN[2:0]，IGAIN[2:0]可以调整N的值；I_REF经过该1：N电流镜后得到I_DAC(即第一电流)，I_DAC为I_REF的N倍；MOS5的漏极可以输出I_DAC。这样，基准电流调节模块301可以将I_REF放大为I_DAC，I_DAC＝N*I_REF。

示例性地，在基准电流的电流方向不符合第四场效应管组中的MOS管的电流方向的情况下，例如在上述图4中I_REF的电流方向为从MOS4的漏极流向MOS4的源极的情况下，可以在第四场效应管组和第五场效应管组构成的1：N电流镜前面增加一个1:1电流镜，该1:1电流镜可以由场效应管组A和场效应管组B构成，其中，场效应管组A和场效应管组B中的MOS管的沟道类型与第四场效应管组和第五场效应管组中的MOS管的沟道类型不同。这样，该1:1电流镜可以将基准电流调节为第一中间电流，第一中间电流与基准电流的大小相同，且电流方向符合第四场效应管组中的MOS管的电流方向。

图5示出根据本申请一实施例的基准电流调节模块的电路结构示意图，如图5所示，MOS4(即第四场效应管组)和MOS5(即第五场效应管组)中的场效应管为P沟道MOS管，在I_REF(即基准电流)的电流方向不符合MOS4中的MOS管的电流方向的情况下，可以在MOS4和MOS5构成的1：N电流镜前面增加一个由MOSA(即场效应管组A)和MOSB(即场效应管组B)构成的1:1电流镜；其中，MOSA和MOSB中的场效应管为N沟道MOS管，MOSA可以包括一个N沟道MOS管，MOSB可以包括一个N沟道MOS管，MOSA的漏极与栅极连接并与MOSB的栅极连接，构成基准电流调节模块301的输入端；MOSA和MOSB的源极接地；MOSB的漏极与MOS4的漏极连接；MOS4和MOS5的连接方式与上述图4相同。这样，MOSA和MOSB构成了一个1:1电流镜，I_REF由MOSA的漏极输入，I_REF的电流方向为从MOSA的漏极流向MOSA的源极；I_REF经过该1:1电流镜后，得到I₀(即第一中间电流)，I₀与I_REF的大小相同，I₀的电流方向为从MOS4的源极流向MOS4的漏极，符合MOS4中的MOS管的电流方向；MOS4和MOS5可以构成一个1：N电流镜，第一电流控制位可以包括3位控制字IGAIN[2:0]，IGAIN[2:0]可以调整N的值，I₀经过该1：N电流镜后得到I_DAC(即第一电流)，I_DAC为I₀的N倍，即I_DAC为I_REF的N倍；MOS5的漏极可以输出I_DAC。这样，基准电流调节模块301可以将I_REF放大为I_DAC，I_DAC＝N*I_REF。

第一电流调节模块302用于根据第一电流得到第二电流；第一电流调节模块包括多个场效应管组和多个开关；每个场效应管组包括至少一个场效应管；第二电流的大小根据多个开关的开关状态确定。

在一种可能的实现方式中，多个场效应管组包括N个第一场效应管组、N+1第二场效应管组和一个第三场效应管组；多个开关包括N+2个开关。

示例性地，第一场效应管组、第二场效应管组和第三场效应管组中的场效应管可以是MOS管。

示例性地，多个场效应管组中各场效应管组的栅极线连接；N个第一场效应管组中的第N个第一场效应管组的源极线与第三场效应管组的源极线连接，构成第一电流调节模块302的输入端；N个第一场效应管组中的第i个第一场效应管组的源极线与第i+1个第一场效应管组的漏极线连接，i<N；N个第一场效应管组中的第j个第一场效应管组的漏极线与N+1个第二场效应管组中的第j+1个第二场效应管组的源极线连接，j≤N；N+1个第二场效应管组中的第1个第二场效应管组的源极线与第2个第二场效应管组的源极线连接；第三场效应管组的漏极线和N+1个第二场效应管组中各第二场效应管组的漏极线，与N+2个开关的第一端一一对应连接，N+2个开关的第二端连接，构成第一电流调节模块302的输出端，N+2个开关的第三端连接，用于输出冗余电流；其中，可通过控制N+2个开关的第一端与第二端导通，或与第三端导通，来控制第二电流的大小。

示例性地，第一电流调节模块还可以包括第二电流控制位，用于通过数字控制的方式控制多个开关的开关状态。

示例性地，与第三场效应管组的漏极线对应的开关的第一端与第二端导通；与N+1个第二场效应管组中第1个第二场效应管组的漏极线对应的开关的第一端与第三端导通。通过这种方式，相当于给第一电流调节模块302的输出端的输出电流和冗余电流设置了初始值。

作为一个示例，第二电流控制位的控制字位数可以为N位，每一位可以对应控制一个开关的开关状态，即可以控制一个开关的第一端是与第二端导通还是与第三端导通。这样，第二电流控制位可以控制N+1个第二场效应管组中第2个第二场效应管组到第N+1个第二场效应管组的漏极线对应的N个开关。

图6示出根据本申请一实施例的第一电流调节模块的电路结构示意图，如图6所示，第一电流调节模块302包括N个第一场效应管组，即图6中的MOS1-1、……、MOS1-(N-1)、MOS1-N；包括N+1第二场效应管组，即图6中的MOS2-1、MOS2-2、……、MOS2-N、MOS2-(N+1)；包括一个第三场效应管组，即图6中的MOS3；其中，第一场效应管组、第二场效应管组、第三场效应管组中的场效应管均为P沟道MOS管；各场效应管组的栅极线连接；MOS1-N的源极线与MOS3的源极线连接，构成第一电流调节模块302的输入端；第i个第一场效应管组的源极线与第i+1个第一场效应管组的漏极线连接，i<N；第j个第一场效应管组的漏极线与第j+1个第二场效应管组的源极线连接，j≤N；MOS2-1的源极线与MOS2-2的源极线连接；MOS3的漏极线和MOS2-1、MOS2-2、……、MOS2-N、MOS2-(N+1)的漏极线构成N+2条电流支路，I_DAC(即第一电流)由第一电流调节模块302的输入端输入，被分流至N+2条电流支路中，各电流支路的电流分别为I3、I2[0]、……、I2[N-2]、I2[N-1]、I2[N]；N+2条电流支路与N+2个第一开关(即图6中的第一开关组)的第一端一一对应连接，N+2个第一开关的第二端彼此连接构成第一电流调节模块302的输出端，得到输出电流I_CH0(即第二电流)；N+2个第一开关的第三端彼此连接，用于输出冗余电流I_RSD。

可以令电流为I2[N]的电流支路对应的第一开关的第一端和第二端保持导通，令电流为I3的电流支路对应的第一开关的第一端和第三端保持导通，即将MOS3的漏极线与其对应的第一开关的第二端连通，将MOS2-1的漏极线与其对应的第一开关的第三端连通。可以通过第二电流控制位控制电流为I2[0]、……、I2[N-2]、I2[N-1]的电流支路对应的第一开关的第一端与第二端导通，或者与第三端导通，第二电流控制位可以包括N位控制字，即图6中D[N-1:0]；每一位控制字可以对应控制一条电流支路对应的第一开关的开关状态，例如，D[0]可以控制电流为I2[0]的电流支路对应的第一开关的开关状态，D[1]可以控制电流为I2[1]的电流支路对应的第一开关的开关状态，以此类推，D[N-1]可以控制电流为I2[N-1]的电流支路对应的第一开关的开关状态；可以设定D[i]＝1时，电流为I2[i]的电流支路对应的第一开关的第一端与第二端导通，与第三端断开，即D[i]＝1时，MOS2-(i+2)的漏极线与其对应的第一开关的第二端连通，与其对应的第一开关的第三端不连通；可以设定D[i]＝0时，电流为I2[i]的电流支路对应的第一开关的第一端与第三端导通，与第二端断开，即D[i]＝0时，MOS2-(i+2)的漏极线与其对应的第一开关的第二端断开，与其对应的第一开关的第三端导通。这样，通过D[N-1:0]可以控制MOS2-2、……、MOS2-N、MOS2-(N+1)的漏极线是否与其对应的第一开关的第二端连通，从而可以控制第一电流调节模块302的输出端输出的电流I_CH0的大小。根据I_CH0可以计算I_RSD，I_RSD＝I_DAC－I_CH0。I_CH0可以由如下公式进行计算：

在一种可能的实现方式中，在多个场效应管组中的各场效应管处于深度线性区的情况下，N个第一场效应管组中各第一场效应管组的等效阻值为R；N+1个第二场效应管组中各第二场效应管组的等效阻值为2*R；第三场效应管组的等效阻值为M*R，M为正整数。

示例性地，同一场效应管组中的MOS管可以串联连接，也可以并联连接。

作为一个示例，假设第一场效应管组、第二场效应管组和第三场效应管组中的MOS管相同，当MOS管在处于深度线性区时，每个MOS管可以等效为一个阻值为R的电阻，同一场效应管组中的MOS管串联连接，则每个第一场效应管组中可以包括一个MOS管，每个第二场效应管组中可以包括两个MOS管，第三场效应管组中可以包括M个MOS管；这样，当MOS管处于深度线性区时，每个第一场效应管组可以等效为一个阻值为R的电阻，每个第二场效应管组可以等效为一个阻值为2*R的电阻，第三场效应管组可以等效为一个阻值为M*R的电阻。

作为另一个示例，假设第一场效应管组、第二场效应管组和第三场效应管组中的MOS管相同，当MOS管在处于深度线性区时，每个MOS管可以等效为一个阻值为M*R的电阻，同一场效应管组中的MOS管并联连接，则每个第一场效应管组中可以包括M个MOS管，每个第二场效应管组中可以包括M/2个MOS管，第三场效应管组中可以包括一个MOS管；这样，当MOS管处于深度线性区时，每个第一场效应管组可以等效为一个阻值为R的电阻，每个第二场效应管组可以等效为一个阻值为2*R的电阻，第三场效应管组可以等效为一个阻值为M*R的电阻。

图7示出根据本申请一实施例的第一电流调节模块的等效电路结构示意图，图7所示的电路为上述图6所示的电路的等效电路，如图7所示，当MOS管处于深度线性区时，可以将上述图6中的MOS1-1、……、MOS1-(N-1)、MOS1-N分别等效为一个阻值为R的电阻，将MOS2-1、MOS2-2、……、MOS2-N、MOS2-(N+1)分别等效为一个阻值为2*R的电阻，将MOS3等效为一个阻值为M*R的电阻。这样，在MOS管处于深度线性区时，第一电流调节模块302可以等效为一个包含R-2R结构的电路，第一电流调节模块302中等效为R-2R结构的电路结构可以被称为M-2M结构。由于第一电流调节模块302通过D[N-1:0]以数字控制的方式控制第一开关组的开关状态，从而控制第一电流调节模块302的输出端输出的I_CH0的大小，第一电流调节模块302可以看作包含一个M-2M结构的电流型数模转换器(Digital to analog converter，DAC)。

可以根据图7所示的电路计算各电流支路的电流。R-2R结构的电路可以整体等效为一个阻值为2R的电阻，I2[N]和I1[N-1]可以根据如下公式进行计算：

I2[N]＝2×I_DAC/(M+2) (2)

I1[N-1]＝I_DAC-I2[N]＝M×I_DAC/(M+2) (3)

根据R-2R结构的特性可知：

可以根据上述公式(1)、公式(2)、公式(3)、公式(4)和D[N-1:0]中每个控制位对应的值计算得到I_CH0的值。可以通过控制D[N-1:0]中每个控制位对应的值对I_CH0进行修调，以保证I_CH0的值恒定。

I_CH0的值与N和M的值相关，其中，N的值可以用于控制修调精度，N越大，对应的电流支路越多，对I_CH0进行修调的精度越高；M的值可以用于设置修调范围，M越大，则I2[N]越小，I1[N-1]越大，对I_CH0进行修调的范围越大。N和M的值可以由本领域技术人员根据实际需求进行设定，本申请对此不作限定。

这样，第一电流调节模块302可以通过M-2M电路结构实现对第二电流的修调，以保证第二电流恒定，相比于相关技术中的模拟修调方式和数字修调方式，电路结构更加简单；并且，第一电流调节模块302可以通过多位数字控制对第二电流进行修调，可以更灵活地调整第二电流的值。

输出模块303用于根据第二电流得到输出电流；输出电流为第二电流的K倍；K为正整数。

在一种可能的实现方式中，输出模块303包括第一运算放大器、一个第六场效应管组、X个第七场效应管组和X个开关；X为正整数。

示例性地，第六场效应管组和第七场效应管组中的场效应管可以是MOS管。

示例性地，第一运算放大器的正相输入端与第六场效应管组的漏极线连接，构成输出模块303的输入端；第一运算放大器的反相输入端与第一电压源的输出端连接；第一电压源的输出端输出第一电压；第一运算放大器的输出端、第六场效应管组的栅极线和X个第七场效应管组中各第七场效应管组的栅极线连接；第六场效应管组的源极线和X个第七场效应管组中各第七场效应管组的源极线接地；X个第七场效应管组中各第七场效应管组的漏极线与X个开关的第一端一一对应连接，X个开关的第二端连接，构成输出模块303的输出端；其中，K的值可以根据第六场效应管组所包含的场效应管的数量、X个第七场效应管组中各场效应管组所包含的场效应管的数量和X个开关的开关状态确定。

在一种可能的实现方式中，输出模块303还可以包括输出电流控制子模块，用于控制X个开关的开关状态。

示例性地，输出电流控制子模块可以通过计算机或数字控制的方式控制X个开关的开关状态。

图8示出根据本申请一实施例的输出模块的电路结构示意图，如图8所示，输出模块303可以包括第一运算放大器(即图8中的OP)、第六场效应管组(即图8中的MOS6)、X个第七场效应管组(即图8中的MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、……、MOS7-X)和X个开关(即图8中的S1、S2、S3、……、SX)，第六场效应管组和第七场效应管组中的场效应管均为N沟道MOS管。OP的正相输入端与MOS6的漏极线连接，构成输出模块303的输入端；OP的反相输入端输入第一电压V1；OP的输出端、MOS6的栅极线和MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、……、MOS7-X的栅极线连接；MOS6的源极线和MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、……、MOS7-X的源极线接地；MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、……、MOS7-X的漏极线与S1、S2、S3、……、SX的第一端一一对应连接，S1、S2、S3、……、SX的第二端连接，构成输出模块303的输出端。OP和MOS6可以构成一个栅压产生电路，OP的正相输入端和反相输入端可以看作虚假短路，正相输入端的电压V2≈V1；OP的正相输入端与MOS6的漏极线连接构成了一个负反馈环路，MOS6的漏极电压与V2相等，即MOS6的漏极电压也约等于V1；OP的输出端产生电压VG，由于OP的输出端与MOS6的栅极线连接，MOS6的栅极电压也等于VG；这个栅压产生电路可以使MOS6在栅极电压为VG、漏极电压为V1的情况下，其漏源电流等于I_CH0(即第二电流)。

MOS6可以分别与MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、……、MOS7-X构成X个电流镜。可以根据MOS6、MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、……、MOS7-X中各场效应管组包含的MOS管的数量确定各电流镜的电流复制比例，即可以确定电流I_O1、I_O2、I_O3、……、I_OX的值。每个电流镜的电流复制比例可以由本领域技术人员根据实际需求进行设定。可以通过控制S1、S2、S3、……、SX的开关状态调整K的值，从而可以调整I_OUT(即输出电流)的大小。本领域技术人员可以根据实际需求确定哪些开关导通，从而可以灵活地调整输出电流的大小。

作为一个示例，X＝4，MOS6可以包括一个MOS管，MOS7-1可以包括两个并联的MOS管，MOS7-2可以包括两个并联的MOS管，MOS7-3可以包括四个并联的MOS管，MOS7-4可以包括八个并联的MOS管，MOS6、MOS7-1、MOS7-2、MOS7-3、MOS7-4中的MOS管相同；则MOS6与MOS7-1构成的电流镜可以将I_CH0放大两倍，即I_O1＝2*I_CH0；MOS6与MOS7-2构成的电流镜可以将I_CH0放大两倍，即I_O2＝2*I_CH0；MOS6与MOS7-3构成的电流镜可以将I_CH0放大四倍，即I_O3＝4*I_CH0；MOS6与MOS7-4构成的电流镜可以将I_CH0放大八倍，即I_O4＝8*I_CH0。若S1处于导通状态，S2、S3和S4处于断开状态，即MOS7-1的漏极线与S1的第二端连通，MOS7-2的漏极线与S2的第二端不连通，MOS7-3的漏极线与S3的第二端不连通，MOS7-4的漏极线与S4的第二端不连通，则I_OUT＝I_O1＝2*I_CH0；若S1和S2处于导通状态，S3和S4处于断开状态，即MOS7-1的漏极线与S1的第二端连通，MOS7-2的漏极线与S2的第二端连通，MOS7-3的漏极线与S3的第二端不连通，MOS7-4的漏极线与S4的第二端不连通，则I_OUT＝I_O1+I_O2＝4*I_CH0；若S1、S2和S3处于导通状态，S4处于断开状态，即MOS7-1的漏极线与S1的第二端连通，MOS7-2的漏极线与S2的第二端连通，MOS7-3的漏极线与S3的第二端连通，MOS7-4的漏极线与S4的第二端不连通，则I_OUT＝I_O1+I_O2+I_O3＝8*I_CH0；若S1、S2、S3和S4均处于导通状态，即MOS7-1的漏极线与S1的第二端连通，MOS7-2的漏极线与S2的第二端连通，MOS7-3的漏极线与S3的第二端连通，MOS7-4的漏极线与S4的第二端连通，则I_OUT＝I_O1+I_O2+I_O3+I_O4＝16*I_CH0。

示例性地，X个开关中的各开关可以为与第七场效应管组中的MOS管的沟道类型相同的MOS管，输出电流控制子模块可以通过PWM信号控制MOS管的通断从而控制X个开关的开关状态。

作为一个示例，图8中的S1可以为一个N沟道MOS管MOS8-1，MOS8-1的源极与MOS7-1的漏极连接，MOS8-1的漏极与输出模块303的输出端连接，MOS8-1的栅极可以接一个PWM信号，输出电流控制子模块可以通过控制该PWM信号的波形控制MOS8-1的导通，PWM信号处于高电平时MOS8-1导通，即S1处于导通状态；PWM信号处于低电平时MOS8-1关断，即S1处于断开状态。

示例性地，输出模块303的输出端可以连接LED显示屏，输出电流可以用于驱动LED显示屏进行显示。

本申请实施例提供的输出级电路，可以通过基准电流调节模块301将基准电流放大为第一电流，通过第一电流调节模块302可以根据第一电流得到第二电流，通过输出模块303可以根据第二电流得到输出电流；第一电流调节模块302可以看作包含一个M-2M结构的DAC，相当于在输出通道内置DAC进行电流修调，相比于相关技术中的模拟修调方式和数字修调方式，本申请实施例的输出级电路的电路结构更加简单，并且可以通过多位数字控制的方式灵活地对第二电流进行修调，从而可以得到恒定的第二电流；可以通过控制输出模块303中的开关的开关状态灵活地调整第二电流的放大倍数，以得到满足需求的输出电流。本申请实施例的输出级电路具有多种电流调整方式，可以更灵活地对电流进行修调，并且电路结构简单，可以在较小的电路板尺寸下实现多位修调的功能，从而可以满足LED显示屏的高精度显示需求。

在本申请实施例提供的输出级电路中，本领域技术人员需要注意电路中所使用的MOS管的性能、电源电压及工作点，以保证电流修调效果。经过实验验证，本申请实施例的输出级电路在第二电流较小且对修调精度要求不高的情况下可以实现较好的电流修调效果。

图9示出根据本申请一实施例的一种输出级电路的电路结构示意图，如图9所示，基准电流源输出基准电流I_REF，I_REF经过由MOSA和MOSB构成的1:1电流镜得到第一中间电流I₀，I₀＝I_REF；I₀经过MOS4和MOS5构成的1：N电流镜得到第一电流I_DAC，I_DAC＝N*I₀；N的值可以通过第一电流控制位进行调整，第一电流控制位可以包括3位控制字IGAIN[2:0]；I_DAC经过由MOS1-1、……、MOS1-(N-1)、MOS1-N、MOS2-1、MOS2-2、……、MOS2-N、MOS2-(N+1)和MOS3构成的电路后分流至N+2条电流支路，每条电流支路与一个第一开关相对应，其中，MOS3所在的电流支路对应的第一开关的第一端与第二端保持导通状态，MOS2-1所在的电流支路对应的第一开关的第一端与第三端保持导通状态；其余N条电流支路对应的第一开关的开关状态可以由第二电流控制位进行控制，第二电流控制位可以包括N位控制字D[N-1:0]，每一位控制字可以对应控制一条电流支路对应的第一开关的开关状态，从而可以对第二电流I_CH0进行修调，以保证I_CH0的值恒定；OP与MOS6构成一个栅压产生电路，第一电压源为OP的反相输入端提供第一电压V1，第一电压的数值可以根据需要进行设置，OP的输出端产生的电压为VG，这个栅压产生电路可以使MOS6在栅极电压为VG、漏极电压为V1的情况下，其漏源电流等于I_CH0；I_CH0经过由MOS6和MOS7-1构成的1：K电流镜可以得到K倍的I_CH0，K的值可以根据MOS6和MOS7-1中包含的MOS管的数量确定；MOS8-1可以作为一个开关，可以通过输出电流控制子模块利用PWM信号控制MOS8-1的通断从而控制输出电流I_OUT，在PWM信号处于高电平时MOS8-1导通，I_OUT＝K*I_CH0。本申请实施例的输出级电路中，由MOS1-1、……、MOS1-(N-1)、MOS1-N、MOS2-1、MOS2-2、……、MOS2-N、MOS2-(N+1)和第一开关组构成的电路可以看作一个M-2M结构的N位电流型DAC，相当于在输出通道内置DAC对通道电流进行校准，电路结构更简单，并且通过多位数字控制的方式可以更灵活地对电流进行修调，可以在较小的电路板尺寸下实现多位修调的功能。

本申请实施例还提供了一种芯片，该芯片可以包括本申请实施例提供的输出级电路，例如可以包括上述图3或图9所示的输出级电路。

示例性地，该芯片还可以包括基准电流源和第一电压源，基准电流源可以提供基准电流，第一电压源可以提供第一电压。

示例性地，该芯片可以包括多个输出级电路，即该芯片包括多个恒流输出通道。

示例性地，该芯片的输出端可以连接LED显示屏，该芯片可以输出恒定的电流以驱动LED显示屏进行显示。

示例性地，该芯片可以为适用于发光二极管显示屏、微发光二极管显示屏、迷你发光二极管显示屏、量子点发光二极管显示屏、有机发光二极管显示屏中的任一显示屏的通用驱动芯片。该通用驱动芯片可以适用于不同LED灯珠排列的LED显示屏，从而可以降低设计成本和制造成本。

本申请实施例还提供了一种显示设备，该显示设备可以包括显示屏及上述芯片。

示例性地，该显示设备中的显示屏可以是LED显示屏，例如可以是发光二极管显示屏、微发光二极管显示屏、迷你发光二极管显示屏、量子点发光二极管显示屏、有机发光二极管显示屏中的任一显示屏。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (11)

1.一种输出级电路，其特征在于，包括：

基准电流调节模块，用于根据输入的基准电流得到第一电流；所述第一电流为所述基准电流的N倍；N为正整数；

第一电流调节模块，用于根据所述第一电流得到第二电流；所述第一电流调节模块包括多个场效应管组和多个开关；每个场效应管组包括至少一个场效应管；所述第二电流的大小根据所述多个开关的开关状态确定；

输出模块，用于根据所述第二电流得到输出电流；所述输出电流为所述第二电流的K倍；K为正整数；

其中，所述基准电流调节模块的输出端与所述第一电流调节模块的输入端连接；所述第一电流调节模块的输出端与所述输出模块的输入端连接。

2.根据权利要求1所述的输出级电路，其特征在于，所述多个场效应管组包括N个第一场效应管组、N+1第二场效应管组和一个第三场效应管组；所述多个开关包括N+2个开关。

3.根据权利要求2所述的输出级电路，其特征在于，所述多个场效应管组中各场效应管组的栅极线连接；所述N个第一场效应管组中的第N个第一场效应管组的源极线与所述第三场效应管组的源极线连接，构成所述第一电流调节模块的输入端；所述N个第一场效应管组中的第i个第一场效应管组的源极线与第i+1个第一场效应管组的漏极线连接，i<N；所述N个第一场效应管组中的第j个第一场效应管组的漏极线与所述N+1个第二场效应管组中的第j+1个第二场效应管组的源极线连接，j≤N；所述N+1个第二场效应管组中的第1个第二场效应管组的源极线与第2个第二场效应管组的源极线连接；所述第三场效应管组的漏极线和所述N+1个第二场效应管组中各第二场效应管组的漏极线，与所述N+2个开关的第一端一一对应连接，所述N+2个开关的第二端连接，构成所述第一电流调节模块的输出端，所述N+2个开关的第三端连接，用于输出冗余电流；

其中，通过控制所述N+2个开关的第一端与第二端导通，或与第三端导通，来控制所述第二电流的大小。

4.根据权利要求3所述的输出级电路，其特征在于，在所述多个场效应管组中的各场效应管处于深度线性区的情况下，所述N个第一场效应管组中各第一场效应管组的等效阻值为R；所述N+1个第二场效应管组中各第二场效应管组的等效阻值为2*R；所述第三场效应管组的等效阻值为M*R，M为正整数。

5.根据权利要求3所述的输出级电路，其特征在于，与所述第三场效应管组的漏极线对应的开关的第一端与第二端导通；与所述N+1个第二场效应管组中第1个第二场效应管组的漏极线对应的开关的第一端与第三端导通。

6.根据权利要求1所述的输出级电路，其特征在于，所述基准电流调节模块包括1：N电流镜，所述电流镜包括第四场效应管组和第五场效应管组；所述第四场效应管组的漏极线与栅极线连接，并与所述第五场效应管组的栅极线连接，构成所述基准电流调节模块的输入端；所述第四场效应管组的源极线和所述第五场效应管组的源极线接高电平；所述第五场效应管组的漏极线输出所述第一电流；

其中，通过控制所述第五场效应管组中接入的场效应管数量，来控制N的值。

7.根据权利要求1所述的输出级电路，其特征在于，所述输出模块包括第一运算放大器、一个第六场效应管组、X个第七场效应管组和X个开关；X为正整数；

所述第一运算放大器的正相输入端与所述第六场效应管组的漏极线连接，构成所述输出模块的输入端；所述第一运算放大器的反相输入端与第一电压源的输出端连接；所述第一电压源的输出端输出第一电压；所述第一运算放大器的输出端、所述第六场效应管组的栅极线和所述X个第七场效应管组中各第七场效应管组的栅极线连接；所述第六场效应管组的源极线和所述X个第七场效应管组中各第七场效应管组的源极线接地；所述X个第七场效应管组中各第七场效应管组的漏极线与所述X个开关的第一端一一对应连接，所述X个开关的第二端连接，构成所述输出模块的输出端；

其中，K的值根据所述第六场效应管组所包含的场效应管的数量、所述X个第七场效应管组中各场效应管组所包含的场效应管的数量和所述X个开关的开关状态确定。

8.根据权利要求1所述的输出级电路，其特征在于，所述输出模块的输出端连接LED显示屏。

9.一种芯片，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的输出级电路。

10.一种显示设备，其特征在于，包括显示屏及如权利要求9所述的芯片。

11.根据权利要求10所述的显示设备，其特征在于，所述显示屏包括发光二极管显示屏、微发光二极管显示屏、迷你发光二极管显示屏、量子点发光二极管显示屏、有机发光二极管显示屏中的至少一项。